3.3 Neživých častí

 

Ochrana neživých častí sa realizuje samočinným odpojením od zdroja, ktoré zabezpečujú dva faktory:

• typ siete (TNC, TNS, TNC-S, TT, IT)
• ochranné prvky (poistky, ističe, napäťový chránič, prúdový chránič) - viď Elektrické prístroje >> Nízkonapäťové

Zmyslom odpojenia od zdroja v prípade poruchy zariadenia (napätie sa nachádza na neživej časti ) je vyradiť chybný obvod z prevádzky skôr, než nebezpečné dotykové napätie prekročí dovolené limitné hodnoty (striedavé 50 V alebo jednosmerné 120 V). Odpojenie vykonajú automaticky ochranné prvky v čase kratšom, než by boli účinky elektrického prúdu na ľudský organizmus škodlivé. Čas vypnutia závisí od menovitého napätia zariadenia, jeho uzemnenia a kriviek úrazovosti.

 

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TNC, TNS, TN-C-S je vlastne ochrana s pôvodným názvom "NULOVANIE".

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TT, IT je vlastne ochrana s pôvodným názvom "ZEMNENIE".

 

Význam písmen označujúcich siete:

Prvé písmeno: T alebo I určuje vzťah uzla sekundárneho vinutia napájacieho transformátora k uzemneniu. Ak je uzol sekundárneho vinutia napájacieho transformátora uzemnený, potom je prvé písmeno T (od španielskeho slova terre = zem). Ak uzol sekundárneho vinutia napájacieho transformátora uzemnený nie je, je izolovaný, potom je prvé písmeno I (od španielskeho slova isolution).

Druhé písmeno: T alebo N určuje vzťah neživej časti k uzemneniu. Ak je neživá časť uzemnená, potom je druhé písmeno T (terre). Ak uzemnená nie je, potom je spojená s vodičom N a druhé písmeno je N.

Tretie písmeno: C alebo S určuje vzťah medzi vodičom PE a N. Ak sú zlúčené do jedného vodiča PEN, tak je tretie psmeno C (od španielskeho slova combination). Ak sú vodiče samostatné, tak je tretie písmeno S (od španielskeho slova separation).

 

Význam písmen je zrejmý z nasledovných schém:

 

Vodič PE je ochranný vodič. Má za úlohu zvádzať poruchový prúd.

Vodič N je pracovný (neutrálny) vodič. Má za úlohu viesť bezporuchový (prevádzkový) prúd (uzatvárať obvod).

Vodič PEN je kombinovaný vodič, ktorým v bezporuchovom stave preteká prevádzkový prúd, avšak pri poruche odvádza z kostry poruchu.

 

Siete s pripojeným poruchovým zariadením:

TNC

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TNC patrí medzi ochranu "nulovaním", kde elektrické zariadenie je pripojené cez nulovací vodič a ten je spojený s uzlom zdroja. Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TNC spočíva v odpojení poruchového zariadenia od zdroja v čase kratšom, než by došlo k úrazu elektrickým prúdom. Odpojenie je zabezpečené vypínacími prvkami, ku ktorým je poruchový prúd z neživej časti privedený vodičom PEN. Vodič PEN je kombinovaný, takže zároveň plní funkciu neutrálneho vodiča v bezporuchovom stave. Zareagovanie vypínacieho prvku je zabezpečené dimenzovaním vodiča PEN. Jeho prierez sa stanoví z impedancie vypínacej slučky (porucha - uzol - vypínací prvok - porucha). Zo známeho fázového napätia Uf a vypínacieho prúdu istiaceho prvku Iv môžeme vypočítať impedanciu slučky. Admitancia je známa podľa charakteru pripojených spotrebičov, takže môžeme vypočítať hodnotu odporu vodiča PEN a samozrejme aj jeho prierez. Pre vodič PEN stanovíme prierez najbližší vyšší v rade (pre Cu je to 16 mm2 najmenej)

 

TNS

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TNS patrí medzi ochranu "nulovaním", kde elektrické zariadenie je pripojené cez nulovací vodič a ten je spojený s uzlom zdroja. Ochrana samočinným odpojením od zdroja spočíva v odpojení poruchového zariadenia od zdroja v čase kratšom, než by došlo k úrazu elektrickým prúdom. Odpojenie je zabezpečené vypínacími pvkami, ku ktorým je poruchový prúd z neživej časti privedený vodičom PE. Vodič PE je separovaný, takže plní len funkciu ochranného vodiča v poruchovom stave. V bezporuchovom stave je obvod uzatváraný taktiež samostatným vodičom N. Zareagovanie vypínacieho prvku je zabezpečené dimenzovaním vodiča PE. Jeho prierez sa stanoví z impedancie vypínacej slučky (porucha - uzol - vypínací prvok - porucha). Zo známeho fázového napätia Uf a vypínacieho prúdu istiaceho prvku Iv môžeme vypočítať impedanciu slučky. Admitancia je známa podľa charakteru pripojených spotrebičov, takže možeme vypočítať hodnotu odporu vodiča PE a samozrejme aj jeho prierez. Zemný odpor uzla zdroja je 5 Ω, v sťažených pôdnych podmienkach maximálne do 15 Ω.

 

TNC-S

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TNC-S patrí medzi ochranu "nulovaním", kde elektrické zariadenie je pripojené cez nulovací vodič a ten je spojený s uzlom zdroja. Sieť TNC-S je rozdelená na dve časti. V prvej časti je to vlastne sieť TNC, kde poruchový aj bezporuchový prúd je vedený kombinovaným vodičom PEN. V mieste siete, kde z dôvodu zabezpečenia väčšej bezpečnosti (nemocnica) chceme použiť sieť TNS, uzemníme vodič PEN, ktorý rozdelíme na dva separované vodiče PE a N. Ďalej už pokračuje sieť TNS a opätovné zlúčenie vodičov PE a N už nie je dovolené. Podmienky pre sieť TNC-S sú ako pre siete TNS a TNC (impedancia vypínacej slučky). Zemný odpor uzla zdroja je 5 Ω, v sťažených pôdnych podmienkach maximálne do 15 Ω.

 

TT

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti TT patrí medzi ochrany "zemnením", ktorej podstata spočíva v odpojení poruchového zariadenia od zdroja pomocou vypínacích prvkov. Poruchový prúd sa k nim dostáva zemou. V sieti TT je uzol zdroja uzemnený, ako aj neživá časť elektrického zariadenia je uzemnená. Porucha sa z kostry zvedie vodičom PE na zem a zemou k uzlu zdroja. Vychádzajúc zo vzťahu pre hodnotu odporu Rt: Môžeme povedať, že táto ochrana má obmedzenie len na výkonovo malé spotrebiče istené ističmi do 10 A.

 

IT

Ochrana samočinným odpojením od zdroja v sieti IT patrí medzi ochrany "zemnením", ktorej podstata spočíva v odpojení poruchového zariadenia od zdroja pomocou vypínacích prvkov. Poruchový prúd sa k nim dostáva zemou a vypínacie prvky zareagujú v čase kratšom, než dochádza k úrazu elektrickým prúdom. V sieti IT je uzol zdroja izolovaný a neživá časť zariadenia je spojená vodičom PE so zemou. Keďže uzol zdroja nie je uzemnený, pri jednej poruche (jednopólovom zemnom spojení) sa nemá kadiaľ uzavrieť obvod s poruchovým prúdom, čiže k nebezpečnému dotykovému napätiu nedochádza. Porucha nie je odstránená okamžite vypínacími prvkami, ale podľa možnosti v čo najkratšom čase, mechanicky, na základe oznamu strážcom izolácie. Akonáhle dochádza k poruche na dvoch zariadeniach (dvojpólové zemné spojenie), poruchový prúd sa uzatvára zemou medzi jednotlivými zariadeniami a vypínací prvok odpojí jedno z nich. Druhé zostáva pripojené, ale to je situácia s jednopólovým zemným spojením.

 

Zapojenie jednofázových zásuviek v jednotlivých typoch sietí:

Kontrolné otázky:

1. V čom spočíva samočinné odpojenie od zdroja?
2. Prečo sa siete TT používajú pre výkonovo menšie spotrebiče?
3. Charakterizujte jednotlivé siete a popíšte v nich bezporuchový stav a vypnutie poruchy.
4. Prečo sa v sieti IT pri poruche na jednom zariadení nenusí dodržať doba vypnutia od zdroja ako pri iných sieťach?
5. Od čoho závisia vypínacie časy poruchového zariadenia od zdroja ?
6. Kadiaľ sa uzatvára poruchový prúd v sieti IT pri poruche na dvoch spotrebičoch?
7. Porovnajte výhody a nevýhody sietí TNS a TNC.